旋挖钻机销轴断裂失效分析.pdf

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1、AmesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterFractureFailureAnalysisoftheRotaryDrillingDig’pinBySongtaoLiSupervisor：AssociateProf．ShoutongQinMechanicalEngineering一SchoolofMechanicalEngineeringMay2014原创性声明lUiIJIIldlIllilfillIlillll10Y2547290本人郑重声明：所呈交

2、的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：彳莩敞凑日期：砂l惰绷；玛学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的

3、全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：辱坛姥日期：矽f慨6牺习摘要旋挖钻机在现在的基础建设中发挥着越来越重要的作用，然而，国产旋挖钻机由于总体水平的限制，其设计和制造还多停留在仿制和仿制改进上，生产的旋挖钻机还存在着许多的不足和缺陷。本文通过对3起连续发生的旋挖钻机桅杆与变幅机构的连接销轴的断裂失效事故进行分析，查找了发生

4、断裂的原因，提出了相应的工艺措施和设计建议。本论文完成了以下工作：通过对断轴进行测量标记和对断轴的表面和断口形貌的分析，初步判定销轴为脆性瞬间过载断裂，并且初步推断了引起销轴断裂的几方面可能性，制定了研究分析销轴断裂的研究分析路线：对销轴进行传统力学分析，建立了销轴的力学模型，计算其在7种工况下的受力状况，得出钻进工况销轴受力最大；利用ANSYSWorkbench中的StaticStructural(静力结构分析模块)对销轴进行有限元分析，得出销轴危险工况和应力集中分布状况，验证销轴的失效原因；通过相应的实验设备和手

5、段，对销轴的实际采用的材料、热处理工艺、热处理后销轴硬度、金相组织等方面进行分析验证，判定其发生断裂的销轴是否满足相应工况的设计条件，查找实际制造后销轴与断裂失效关联及原因。综合上述研究，给出了销轴断裂失效的原因，并对其进行了合理解释，并提出相应的措施。关键词：销轴断裂力学分析有限元热处理金相论文类型：应用研究AbstractRotarydrillingrigisplayinganincreasinglyimportantroleintoday’Sinfrastmctureconstruction，however,d

6、uetothelimitationsofthedomesticrestrictions’level，rotarydrillingrighasplentyofpotentialsecurityrisks．Thisarticlewillfocusontheanalysisofthefractureaccidentoftheconnectingpinshaftbetweenmastandluffingmechanismoftherotarydrillingdig，andproposeasimpleandeffectivel

7、ineofresearch．Tomeasureandmarkthebrokenpinshaft，it’Sjudgedthatthepinshmfracturebelongstobrittlefracturethroughthefracturemorphologyofthepinshaftanalysis，andguessthespecificreasonsforthepinfracture；Throughthetraditionalmechanicalanalysisofthepin，thepin’mechanica

8、lmodeloftheseven．kindsofspecialconditionsinthestateofluffinganddigsdrillsandraisingdrillsisestablished，andcalculatethestresscondition．Themaximumforceisobtainedforthedrilling